CN112744821A - 一种石英砂酸洗提纯工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了石英砂生产相关技术领域的一种石英砂酸洗提纯工艺，包括S1)向反应釜中加入待处理石英砂、催化剂和酸搅拌36～48h得浸泡液；S2)将S1所得浸泡液加热至60～100℃反应6～12h后自然冷却至室温得酸化反应液；S3)通过离心机离心S2所得酸化反应液得到催化剂和酸的混合液以及石英砂粗品；S4)加水浸没S3制得的石英砂粗品并在搅拌状态下加入氧化剂反应1～2h得氧化反应液；S5)向S4制得的氧化反应液中加入碱溶液调节pH值至中性得中性混合液；S6)离心S5所得中性混合液得石英砂湿品；S7)清洗S6所得石英砂湿品并烘干即得石英砂成品；本发明的工艺能够有效去除铁的影响，提高产品品质。
Description
技术领域
本发明涉及石英砂生产相关技术领域，特别涉及一种石英砂酸洗提纯工艺。
背景技术
石英石是一种非金属矿物质，具有坚硬、耐磨、化学性能稳定等特性。石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒，是重要的工业矿物原料，广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及防火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料、滤料等工业领域。
酸洗石英砂是利用各种酸，如盐酸、硫酸、草酸、氢氟酸等湿法酸洗的方式制备的石英砂。由于酸洗前的石英石破碎，一般采用机械法，如锤破破碎，同时，由于石英自身硬度较大，这样破碎出来的物料含有大量的金属铁。金属铁和石英砂在水中反应缓慢，一般经过数天也会有金属铁氧化成三价铁变成红黄色，造成石英砂着色，进而造成石英砂品质不高。
发明内容
针对现有技术存在的石英砂带有颜色品质不高的技术问题，本发明提供一种石英砂酸洗提纯工艺。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种石英砂酸洗提纯工艺，其包括以下步骤：
S1)向反应釜中加入待处理石英砂、催化剂和酸，搅拌36～48h得浸泡液；
S2)将S1所得所述浸泡液加热至60～100℃反应6～12h，使石英砂中的铁金属反应变成铁离子溶解于反应液中，然后将反应液自然冷却至室温得酸化反应液；
S3)通过离心机离心S2所得所述酸化反应液得到催化剂和酸的混合液以及石英砂粗品；
S4)加水浸没S3制得的所述石英砂粗品，此时的石英砂粗品中还包含一些残留的铁离子，在搅拌状态下加入氧化剂反应1～2h，促进铁离子氧化形成铁的氧化物形成沉淀从反应液中析出，由于大多数的铁离子已经在上一步中随溶液分离离开石英砂粗品，残留到本步中的铁离子已经较少，使用的氧化剂的量也不需过多，占到待处理石英砂质量的1～5％即可，同时，本步形成的铁的氧化物无论从粒径还是数量都较少；本步制得氧化反应液；
S5)向S4制得的所述氧化反应液中加入碱溶液调节pH值至中性得中性混合液；
S6)离心S5所得所述中性混合液，使颗粒度远小于石英砂的铁的氧化物与石英砂通过离心分离，得石英砂湿品；
S7)用清水清洗S6所得所述石英砂湿品，进一步清洗经过上一步处理仍然粘附在石英砂上的少量铁的氧化物，烘干即得石英砂成品。
经过上述处理已经基本能够消除铁对石英砂颜色造成的影响，为了最大限度清除铁，在以上基础上，石英砂酸洗提纯工艺，还可以按照S1～S7的条件和顺序再次处理S6所得的所述石英砂湿品。
优选的，S1中所述催化剂为氯化钠、硫酸亚铁、氢氟酸中的一种或多种。
进一步的，S1中所述待处理石英砂的目数为20～140目时，所述催化剂和酸的质量为所述待处理石英砂质量的10～30％；所述待处理石英砂的目数为140～300目时，所述催化剂和酸的质量为所述待处理石英砂质量的30～40％，具体而言催化剂的用量只要占到酸的总重量的3～5％。
在上述各种请款基础上，S1中所述酸为质量浓度为18～25％的盐酸溶液、40～50％的硫酸溶液、10～20％的硝酸溶液、2～15％的草酸溶液、5～30％氢氟酸溶液、10～30％的氟硅酸溶液中的一种或多种。
进一步的，S3中所述的催化剂和酸的混合液能够返回S1中再次使用。
优选的，S4中所述的氧化剂为双氧水。
优选的，S5中所述的碱溶液为氢氧化钠和/或氢氧化钾的水溶液。
本发明具有如下优点：
1.通过酸处理、氧化处理和两次离心清除石英砂中绝大多数的金属铁，清除石英砂中的杂质；
2.避免金属铁氧化后对石英砂颜色造成影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明石英砂酸洗提纯工艺的技术方案过程如图1所示，具体实施例如下：
实施例1
S1)向反应釜中加入目数为20～140目的待处理石英砂、氯化钠作为催化剂和质量浓度为21％的盐酸溶液，具体实施时，盐酸浓度可在18～25％任意选择，其中，催化剂和酸的质量为待处理石英砂质量的10％，且催化剂的用量占酸的总重量的3％；搅拌36h得浸泡液；
S2)将S1所得浸泡液加热至60℃反应6h，然后将反应液自然冷却至室温得酸化反应液；
S3)通过离心机离心S2所得酸化反应液得到催化剂和酸的混合液以及石英砂粗品；
S4)加水浸没S3制得的石英砂粗品，在搅拌状态下加入双氧水作为氧化剂反应1h，氧化剂的量占到待处理石英砂质量的1％，本步制得氧化反应液；
S5)向S4制得的氧化反应液中加入氢氧化钠调节pH值至中性得中性混合液
S6)离心S5所得中性混合液，得石英砂湿品；
S7)用清水清洗S6所得石英砂湿品，烘干即得石英砂成品。
实施例2
S1)向反应釜中加入目数为20～140目的待处理石英砂、硫酸亚铁作为催化剂和45％的硫酸溶液，具体实施时硫酸的质量浓度可以在40～50％之间任意选择，催化剂和酸的质量为待处理石英砂质量的30％，催化剂的用量占到酸的总重量的5％；搅拌42h得浸泡液；
S2)将S1所得浸泡液加热至80℃反应9h，然后将反应液自然冷却至室温得酸化反应液；
S3)通过离心机离心S2所得酸化反应液得到催化剂和酸的混合液以及石英砂粗品；将分离出来的催化剂和酸的混合液投入到S1中再次使用；
S4)加水浸没S3制得的石英砂粗品，在搅拌状态下加入双氧水作为氧化剂反应1.5h，氧化剂的量占到待处理石英砂质量的3％，本步制得氧化反应液；
S5)向S4制得的氧化反应液中加入氢氧化钾溶液调节pH值至中性得中性混合液；
S6)离心S5所得中性混合液，得石英砂湿品；
S7)用清水清洗S6所得石英砂湿品，烘干即得石英砂成品。
实施例3
S1)向反应釜中加入目数为140～300目的待处理石英砂、氢氟酸作为催化剂和15％的硝酸溶液，具体实施时，硝酸的质量浓度可以在10～20％之间任意选择，其中，催化剂和酸的质量为待处理石英砂质量的30％，催化剂的用量占到酸的总重量的5％；搅拌48h得浸泡液；
S2)将S1所得浸泡液加热至100℃反应12h，然后将反应液自然冷却至室温得酸化反应液；
S3)通过离心机离心S2所得酸化反应液得到催化剂和酸的混合液以及石英砂粗品；
S4)加水浸没S3制得的石英砂粗品，在搅拌状态下加入氧化剂反应2h，氧化剂的量占到待处理石英砂质量的5％，本步制得氧化反应液；
S5)向S4制得的氧化反应液中加入氢氧化钠和氢氧化钾的混合溶液调节pH值至中性得中性混合液；
S6)离心S5所得中性混合液，得石英砂湿品；
S7)用清水清洗S6所得石英砂湿品，烘干即得石英砂成品。
实施例4
S1)向反应釜中加入目数为140～300目的待处理石英砂、氯化钠和硫酸亚铁的混合物作为催化剂和8％的草酸溶液，具体实施时，草酸溶液的质量浓度可以在2～15％之间任意选择实施，催化剂和酸的质量为待处理石英砂质量的40％，其中，催化剂的用量占到酸的总重量的5％；搅拌38h得浸泡液；
S2)将S1所得浸泡液加热至70℃反应8h，然后将反应液自然冷却至室温得酸化反应液；
S3)通过离心机离心S2所得酸化反应液得到催化剂和酸的混合液以及石英砂粗品；
S4)加水浸没S3制得的石英砂粗品，在搅拌状态下加入氧化剂反应1.3h，氧化剂的量占到待处理石英砂质量的2％，本步制得氧化反应液；
S5)向S4制得的氧化反应液中加入氢氧化钠溶液调节pH值至中性得中性混合液；
S6)离心S5所得中性混合液，得石英砂湿品；
S7)用清水清洗S6所得石英砂湿品，烘干即得石英砂成品。
实施例5
S1)向反应釜中加入目数为20～140目的待处理石英砂、硫酸亚铁和氢氟酸的混合物作为催化剂和18％氢氟酸溶液；具体实施时，氢氟酸溶液的质量浓度可以在5～30％之间任意选择实施；催化剂和酸的质量为待处理石英砂质量的20％；催化剂的用量占到酸的总重量的4％；搅拌36～48h得浸泡液；
S2)将S1所得浸泡液加热至90℃反应10h，然后将反应液自然冷却至室温得酸化反应液；
S3)通过离心机离心S2所得酸化反应液得到催化剂和酸的混合液以及石英砂粗品；催化剂和酸的混合液加到S1中再次使用；
S4)加水浸没S3制得的石英砂粗品，在搅拌状态下加入氧化剂反应1.8h，氧化剂的量占到待处理石英砂质量的4％，本步制得氧化反应液；
S5)向S4制得的氧化反应液中加入碱溶液调节pH值至中性得中性混合液；
S6)离心S5所得中性混合液，得石英砂湿品；
S7)用清水清洗S6所得石英砂湿品，烘干即得石英砂成品。
实施例6
S1)向反应釜中加入目数为140～300目的待处理石英砂、氯化钠和硫酸亚铁及氢氟酸的混合物作为催化剂以及20％的氟硅酸溶液，具体实施时，氟硅酸溶液质量浓度可为10～30％，催化剂和酸的质量为待处理石英砂质量的35％，其中，催化剂的用量只要占到酸的总重量的4.5％；搅拌42h得浸泡液；
S2)将S1所得浸泡液加热至85℃反应7h，然后将反应液自然冷却至室温得酸化反应液；
S3)通过离心机离心S2所得酸化反应液得到催化剂和酸的混合液以及石英砂粗品；
S4)加水浸没S3制得的石英砂粗品，在搅拌状态下加入氧化剂反应1.8h，氧化剂的量占到待处理石英砂质量的4.5％，本步制得氧化反应液；
S5)向S4制得的氧化反应液中加入碱溶液调节pH值至中性得中性混合液；
S6)离心S5所得中性混合液，得石英砂湿品；
S7)用清水清洗S6所得石英砂湿品，烘干即得石英砂成品。
实施例7
在实施例1～6任意一个实施例的基础上，本实施例中，按照S1～S7的条件和顺序再次处理S6所得的石英砂湿品。
以上七个实施例中，起到相同作用的试剂可以在不同的实施例中相互替代使用，以实施例1的S1的质量浓度为21％的盐酸溶液为例来说明，这一盐酸可以替代后面六个实施例中任一实施例中S1步骤中起到相同作用的酸，其他技术特征与此类似，不再赘述。
本发明的七个实施例均包括了通过酸处理、氧化处理和两次离心的过程，有效清除石英砂中绝大多数的金属铁，在清除石英砂中杂质的同时，避免以后石英砂的储存和使用过程中，由于金属铁经过空气的长期氧化后对石英砂颜色造成影响，有效提高石英砂的产品品质。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，在没有做出创造性劳动前提下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种石英砂酸洗提纯工艺，其特征在于：其包括以下步骤：
S1)向反应釜中加入待处理石英砂、催化剂和酸搅拌36～48h得浸泡液；
S2)将S1所得所述浸泡液加热至60～100℃反应6～12h后自然冷却至室温得酸化反应液；
S3)通过离心机离心S2所得所述酸化反应液得到催化剂和酸的混合液以及石英砂粗品；
S4)加水浸没S3制得的所述石英砂粗品并在搅拌状态下加入氧化剂反应1～2h得氧化反应液；
S5)向S4制得的所述氧化反应液中加入碱溶液调节pH值至中性得中性混合液；
S6)离心S5所得所述中性混合液得石英砂湿品；
S7)清洗S6所得所述石英砂湿品并烘干即得石英砂成品。
2.根据权利要求1所述的石英砂酸洗提纯工艺，其特征在于：按照S1～S7的条件和顺序再次处理S6所得的所述石英砂湿品。
3.根据权利要求1所述的石英砂酸洗提纯工艺，其特征在于：S1中所述催化剂为氯化钠、硫酸亚铁、氢氟酸中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的石英砂酸洗提纯工艺，其特征在于：S1中所述待处理石英砂的目数为20～140目时，所述催化剂和酸的质量为所述待处理石英砂质量的10～30％；所述待处理石英砂的目数为140～300目时，所述催化剂和酸的质量为所述待处理石英砂质量的30～40％。
5.根据权利要求1～4任一项所述的石英砂酸洗提纯工艺，其特征在于：S1中所述酸为质量浓度为18～25％的盐酸溶液、40～50％的硫酸溶液、10～20％的硝酸溶液、2～15％的草酸溶液、5～30％氢氟酸溶液、10～30％的氟硅酸溶液中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的石英砂酸洗提纯工艺，其特征在于：S3中所述的催化剂和酸的混合液能够返回S1中再次使用。
7.根据权利要求5所述的石英砂酸洗提纯工艺，其特征在于：S4中所述的氧化剂为双氧水。
8.根据权利要求5所述的石英砂酸洗提纯工艺，其特征在于：S5中所述的碱溶液为氢氧化钠和/或氢氧化钾的水溶液。
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